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发表于 2009-4-18 20:03 |只看该作者 |倒序浏览
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数学建模软件介绍
9 B! \8 u; W. p. Q  W8 ^0 w& D# T一般来说学习数学建模,常用的软件有四种,分别是:matlab、lingo、Mathematica和SAS下面简单介绍一下这四种。 ; Q5 U6 e% L  y# J/ J5 ?5 O

- u2 L/ \8 S! v, {) z+ F# u) ]1.MATLAB的概况
6 K# s5 X  X6 _: U6 w* uMATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越的数值计算能力外,它还提供了专业水平的符号计算,文字处
. b& |5 f/ ]1 D, z7 N3 ~9 a+ X# J1 l0 L& l5 c1 G1 k8 K
理,可视化建模仿真和实时控制等功能。 2 `9 \8 J6 Z. T8 ~
/ ~3 E& m1 e9 i" T9 A
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等 3 M& h( e; |2 A! D# {

6 A$ P) f1 E* Y' J语言完相同的事情简捷得多.
+ X6 n+ I. v: [4 _/ l4 m0 u9 b5 ?3 n; y. H" h3 Q  A4 x9 f
当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具
' o7 G5 s" r9 n# d) I6 ~; W8 i8 X1 K7 v
包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强
* S: r0 ^5 n4 H/ a: v1 e8 p  Q) M0 k2 L1 g. H5 r
的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类. & ?- Y% d. e! l( l' R
' n" t0 D. D8 h+ V
开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改 3 F' \! Y) c, u

8 G2 e8 t, u3 v1 V5 X5 A或加入自己编写程序构造新的专用工具包.
" ?- F' U$ ~( A7 f9 v
1 e# [- O: h8 e& C( C2.Mathematica的概况 ; G5 h8 Q1 d! W9 ]" L
Wolfram Research 是高科技计算机运算( Technical computing )的先趋,由复杂理论的发明者 Stephen Wolfram 成立于 # Q0 x1 S- S8 U% a
  j% h* J8 X0 x2 Y8 ?" _6 g9 E
1987年,在1988年推出高科技计算机运算软件Mathematica,是一个足以媲美诺贝尔奖的天才产品。Mathematica 是一套整合数字以 8 H: T5 c+ Z! T+ B, C% ?& \
7 J+ [2 }! |1 g7 e! u
及符号运算的数学工具软件,提供了全球超过百万的研究人员,工程师,物理学家,分析师以及其它技术专业人员容易使用的顶级 " ^7 |5 C5 J$ S

$ }" ^- F& }) |0 s科学运算环境。目前已在学术界、电机、机械、化学、土木、信息工程、财务金融、医学、物理、统计、教育出版、OEM 等领域广 8 P8 ]  {$ f% i. U& @. D- R4 d8 g
$ ~$ F, ^. S* Z# O* R
泛使用。 , n- C7 H4 y7 G6 ?. ~! o

% I- |# U8 D+ G/ [' S2 C0 xMathematica 的特色
; o+ o2 Z+ J: C# W; X- t/ ]9 z7 h. H! o( A
·具有高阶的演算方法和丰富的数学函数库和庞大的数学知识库,让 Mathematica 5 在线性代数方面的数值运算,例如特征向量、 反矩阵等,皆比Matlab R13做得更快更好,提供业界最精确的数值运算结果。
9 ]& G3 \" x: A  l% j& X( B! ?. ?; M
·Mathematica不但可以做数值计算,还提供最优秀的可设计的符号运算。
/ c# A, T, F/ @3 {  \* @! K' t% o7 z* T# F# `# G
·丰富的数学函数库,可以快速的解答微积分、线性代数、微分方程、复变函数、数值分析、机率统计等等问题。 % W- l* k1 {# x* E9 A0 ]- D) g

( z5 m9 c8 Q* T- _·Mathematica可以绘制各专业领域专业函数图形,提供丰富的图形表示方法,结果呈现可视化。   Z& d2 K  s2 Z- @/ V) q% ^1 ?
/ J* r9 d9 K: s2 d8 z
·Mathematica可编排专业的科学论文期刊,让运算与排版在同一环境下完成,提供高品质可编辑的排版公式与表格,屏幕与打印的 自动最佳化排版,组织由初始概念到最后报告的计划,并且对 txt、html、pdf 等格式的输出提供了最好的兼容性。 1 d) |9 U- |$ X( m
+ c& V. V8 M8 K
·可与 C、C++ 、Fortran、Perl、Visual Basic、以及 Java 结合,提供强大高级语言接口功能,使得程序开发更方便。
1 i# ]- r8 F/ z7 [9 h2 l. a9 G; R/ M' w! W4 ]# I
·Mathematica本身就是一个方便学习的程序语言。 Mathematica提供互动且丰富的帮助功能,让使用者现学现卖。强大的功能,简 单的操作,非常容易学习特点,可以最有效的缩短研发时间。 9 }* [4 k9 l0 c$ A* m0 T1 G9 B
3 X8 S6 H# i) L* \- T4 ~
3.lingo的概况
" F: O* J6 A5 K/ x" f& r" N0 t3 BLINGO则用于求解非线性规划(NLP—NON—LINEAR PROGRAMMING)和二次规则(QP—QUARATIC PROGRAMING)其中 3 C& o$ P6 V% Z
3 ]5 x' c$ h. s
LINGO 6.0学生版最多可版最多达300个变量和150个约束的规则问题,其标准版的求解能力亦再10^4量级以上。虽然LINDO和
! u; T% J( Z; U0 E  n8 {. M, c% @! ^  v) X6 n6 N' g! O7 V! W  z
LINGO不能直接求解目标规划问题,但用序贯式算法可分解成一个个LINDO和LINGO能解决的规划问题。
& B# g: X8 W; h- c
. e: `5 y$ U1 t2 X9 g9 r
6 ?- G4 f, @3 H3 O1 O: V, K模型建立语言和求解引擎的整合
$ U  u5 M" t+ X4 y) ]
/ w) I9 ]* h6 [% R3 d4 U9 S5 m/ ?& d* `/ J6 ^
LINGO是使建立和求解线性、非线性和整数最佳化模型更快更简单更有效率的综合工具。LINGO提供强大的语言和快速的求解引擎来阐述和求解最佳化模型。
8 O; q. l- J7 ?# M( i( [5 u* c0 s- G7 D; V

# c5 T' {0 e4 R■ 简单的模型表示 # i. z  P2 |2 M4 A) r9 p: X6 R
LINGO可以将线性、非线性和整数问题迅速得予以公式表示,并且容易阅读、了解和修改。 : Z1 g8 P& e6 R% i: e

" o0 Z3 l5 o- v# ~: X4 W3 F) P& C2 E/ g( v
■ 方便的数据输入和输出选择 # c2 M- U, J/ L# H) |
LINGO建立的模型可以直接从数据库或工作表获取资料。同样地, LINGO可以将求解结果直接输出到数据库或工作表。 2 U: I( t0 }# V2 O
7 S8 ]$ y4 l, u' \8 }* h( @
! g$ z' M' Y/ [- W
■ 强大的求解引擎 * Q3 i- }# r" b% |7 I
LINGO内建的求解引擎有线性、非线性(convex and nonconvex)、二次、二次限制和整数最佳化。 ; r9 m1 A/ d$ j. y  j/ H& e& u
! @4 \7 W7 B: f: S* D9 ]- o

' Y5 J( t. O  {■ Model Interactively or Create Turn-key Applications 3 N/ J* f3 A% `7 H* e  }
LINGO提供完全互动的环境供您建立、求解和分析模型。LINGO也提供DLL和OLE界面可供使用者由撰写的程序中呼叫。 0 q) Y6 l7 b5 p2 q8 A
' ?8 R$ }% {9 S
6 ^4 U* J' |$ D. Z$ R' R: ~
■ 广泛的文件和HELP功能 . ~. E0 R$ S" p) e' s1 w
LINGO提供的所有工具和文件可使你迅速入门和上手。LINGO使用者手册有详细的功能定义。 1 _7 x# \. C# \2 ?" A

& a0 R) B/ G( M& t6 G4.SAS软件概况
  o* M) U/ q! {. B3 h( a" ?SAS系统全称为Statistics Analysis System,最早由北卡罗来纳大学的两位生物统计学研究生编制,并于1976年成立了SAS软件研究所,正式推出了SAS软件。SAS是用于决策支持的大型集成信息系统,但该软件系统最早的功能限于统计分析,至今,统计分析功能也仍是它的重要组成部分和核心功能。SAS现在的版本为9.0版,大小约为1G。经过多年的发展,SAS已被全世界120多个国家和地区的近三万家机构所采用,直接用户则超过三百万人,遍及金融、医药卫生、生产、运输、通讯、政府和教育科研等领域。在英美等国,能熟练使用SAS进行统计分析是许多公司和科研机构选材的条件之一。在数据处理和统计分析领域,SAS系统被誉为国际上的标准软件系统,并在96~97年度被评选为建立数据库的首选产品。堪称统计软件界的巨无霸。在此仅举一例如下:在以苛刻严格著称于世的美国FDA新药审批程序中,新药试验结果的统计分析规定只能用SAS进行,其他软件的计算结果一律无效!哪怕只是简单的均数和标准差也不行!由此可见SAS的权威地位。
. i& n% L/ }. P
) N  K3 z3 t( b6 z8 F- GSAS系统是一个组合软件系统,它由多个功能模块组合而成,其基本部分是BASE SAS模块。BASE SAS模块是SAS系统的核心,承担着主要的数据管理任务,并管理用户使用环境,进行用户语言的处理,调用其他SAS模块和产品。也就是说,SAS系统的运行,首先必须启动BASE SAS模块,它除了本身所具有数据管理、程序设计及描述统计计算功能以外,还是SAS系统的中央调度室。它除可单独存在外,也可与其他产品或模块共同构成一个完整的系统。各模块的安装及更新都可通过其安装程序非常方便地进行。SAS系统具有灵活的功能扩展接口和强大的功能模块,在BASE SAS的基础上,还可以增加如下不同的模块而增加不同的功能:SAS/STAT(统计分析模块)、SAS/GRAPH(绘图模块)、SAS/QC(质量控制模块)、SAS/ETS(经济计量学和时间序列分析模块)、SAS/OR(运筹学模块)、SAS/IML(交互式矩阵程序设计语言模块)、SAS/FSP(快速数据处理的交互式菜单系统模块)、SAS/AF(交互式全屏幕软件应用系统模块)等等。SAS有一个智能型绘图系统,不仅能绘各种统计图,还能绘出地图。SAS提供多个统计过程,每个过程均含有极丰富的任选项。用户还可以通过对数据集的一连串加工,实现更为复杂的统计分析。此外,SAS还提供了各类概率分析函数、分位数函数、样本统计函数和随机数生成函数,使用户能方便地实现特殊统计要求。6 d) M' {- s' R: {7 M% S! ]
参考资料:http://hi.baidu.com/keaiquan/blog/item/965b8a01436c8dd7267fb554.html
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